為Sandy Bridge鋪平道路

這是如此基本的一條定律，它應該是你上計算機歷史所學的***課：“集成電路中晶體管的數量大約每兩年翻一番。”然而摩爾定律(英特爾創始人戈登·E·穆爾于1965年提出的假設)不是鐵律——隨著時間的推移，芯片性能翻番的速度一年到三年不等，而且很有可能在未來幾年進一步放緩——在近半個世紀里它的速度已經保持的相當不錯了。

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但摩爾的基本前提現在給我留下的印象就像我們當初***次聽到它時一樣。考慮到數量級(和制造實力)需要將最早的4位處理器變型為我們如今在家用機和各種企業系統中使用的多核心怪獸。

我們決定花一些時間來回顧制造那些早起芯片的過程——它們是什么樣子，它們是誰設計的，還有它們能完成什么樣的工作——以及近幾十年來為了Sandy Bridge的出現而鋪平道路的重要的芯片。每一個值得關注的芯片都配有一個圖片，描繪了晶體管數量的預期的增長，我們帶你來到位于加拿大山景城的計算機歷史博物館。

#p#圖片中的摩爾定律 - Intel 4004

雖然在二十世紀七十年代之前，“微處理器”這個詞還沒有出現，集成電路處理器就已在各種復雜系統中找到了自己的用武之地，早在上世紀六十年代中期美國國家航空航天局的月球計劃就有使用。到六十年代末，這種昂貴并高端的技術為黃金時代的到來做好了準備。一些公司想把它們置入計算器中。在1969年，一家新的公司，英特爾，被一家名為比吉康的日本桌面計算器公司要求制造一種微處理器，其原先設計需要七個不同的芯片。英特爾團隊想出了如何把必要的部件全部放入一個芯片中。它花了兩年時間，還有各種工程師，但在1971年，4位英特爾4001開始出貨，它成為了***個商用微處理器。

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圖片中的摩爾定律 - TMS 1000

德州儀器也可能在1971年曾有一款可用的4位“單片機”，甚至曾想要片載隨機存儲器和只讀存儲器。德州儀器申請了專利(單片機微處理器架構)，但在1974年以前，并沒有讓它的TMS 1000芯片公諸于世，而是選擇將這個能力超凡的芯片成為了一個普通的德州儀器生產的計算器的處理器。幾年后，英特爾不得不為微處理器專利而向德州儀器支付授權費用。

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圖片中的摩爾定律 - 中央航空數據計算機

如果美國海軍請你為F-14雄貓戰斗機的主要飛行控制計算機設計一個系統時，你說“好的，長官。”艾雷賽奇的雷·霍爾特和史蒂夫·蓋勒在1970年接受了此任務，那是一個名為MP944的20位金屬氧化物半導體(MOS)——它不是單芯片微處理器。由于它不是以消費品設計的，還因為在1998年以前，軍方沒有公布中央航空數據計算機的細節，因此相比于同一時期的其他處理器，很難說出這款微處理器如何，但它肯定是最早的微處理器之一——而且肯定是最令人興奮的早期應用之一。

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早期微處理器的修正主義史：吉爾伯特·哈耶特

在導致***批微處理器產生的混亂喧囂紛爭里，有幾個人被誤認為先驅，但回想起來原來是另一回事。例如，一個叫吉爾伯特·哈耶特的工程師在1990年爭取并獲得了1968年的“單芯片微處理器”的發明專利。這一日期使得哈耶特的專利位于德州儀器和英特爾之前。德州儀器立即回應專利局的裁決，聲稱從未采用哈耶特的發明，以1968年當時的技術也不可能來實現。吉爾伯特·哈耶特的專利無效。

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早期微處理器的修正主義史：四相公司 AL1

同樣的，四相公司在1969年設計了一個名為AL1的8位芯片，作為一個9芯片的24位處理器的一部分使用(一式三份)。在1969年，AL1不被稱為微處理器，但之后它在上世紀九十年代德州儀器試圖維護其專利的一個法庭展示中被叫作微處理器。

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圖片中的摩爾定律 - Intel 8008

一家名為“計算機終端公司”的公司請英特爾實現完成一款稱為1201的8位芯片設計，但最終在1971年取消了合同，原因是各種拖延，企業繁文縟節，而事實上，它要尋求的是一種需要更少支持芯片的芯片。英特爾要保護知識產權和精致的設計。成果就是8位的8088，英特爾在1972年定價120美元。8008作為Sac State 8008的中央處理器，它被計算機歷史學家稱為***個“微機”，因為它控制了一個磁盤操作系統，彩色顯示器，硬盤驅動器，鍵盤，打印機，等。

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圖片中的摩爾定律 - Intel 8080

英特爾下一步決定制造一個依賴更少支持芯片的微處理器，這樣會更具商業利益。它在1974年發布，有4500個晶體管和64k字節的內存尋址能力。早期的微型計算機，包括MITS Altair 8800，Processor Technology SOL-20和IMSAI 8080使用的都是8080處理器，以及CP/M操作系統。

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圖片中的摩爾定律 - 三個Intel 8080同時代產品

由前英特爾員工在1976年推出的Zilog的Z80與8080二進制兼容并對其前身在功能上做了更多改進，包括一個更有效率的電源和一個內置定的內存刷新功能。Motorola 6800，1974年問世，由于其廣泛支持的硬件而流行。MOS Technology的6502和6510芯片在1975年***出現，簡約而且價格合理。西方設計中心的CMOS 65C02是MOS 6502的升級版。這一代的微處理器直接促進了家用計算機革命：只要看看Sinclair ZX-81，Commodore 64，Atari 2600和蘋果I/II/IIe內部就明白了。

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圖片中的摩爾定律 - RCA 1802

在告別8位處理器之前，讓我們留點時間好好懷念一下RCA 1802，它在1989年被美國航空航天局用于探索木星的伽利略號上。當然，這款微處理器的誕生時間遠早于此。對于這樣的任務來說它十分理想，因為它的靜態CMOS設計，沒有最小時鐘頻率——它可以以非常低的速度和功率運行。伽利略號在其六年旅程的大部分時間里通常只使用很少的電能。該芯片還能使用一種稱為藍寶石上硅的工藝制造，它非常適合抵御外太空的輻射和靜電沖擊。